un, Design tradizionale che utilizza coppie di materiali ad alto e basso indice. B, Strategia proposta utilizzando strati di nanolaminati e materiali a basso indice. C, riflettanza e d, spettri di trasmittanza (angolo di incidenza 45°, linee continue:s luce polarizzata, linee di punti:p luce polarizzata). e, probabilità di danno per singolo impulso in funzione della fluenza in ingresso. Credito:di Meiping Zhu, Nuo Xu, Behshad Roshanzadeh, S.T.P. Boyd, Wolfgang Rudolph, Yingjie Chai, e Jianda Shao
La domanda di rivestimenti per specchi resistenti al laser è in aumento nella fusione a confinamento inerziale, infrastrutture per luci estreme e altre applicazioni laser. Il rivestimento ideale dello specchio laser UV (UVLM) richiede un'elevata riflettività con un'ampia larghezza di banda e un'elevata soglia di danno indotto dal laser (LIDT). Sfortunatamente, questi requisiti sono difficili da soddisfare contemporaneamente. Questo è dovuto, Per esempio, al fatto che un'elevata riflettività richiede materiali ad alto indice di rifrazione (n), mentre i materiali con n più alti tendono ad avere un bandgap ottico più piccolo e quindi un LIDT più basso. Tradizionalmente, Gli UVLM sono stati ottenuti mediante deposizione di strati resistenti al laser su strati altamente riflettenti. Però, vengono fatti dei compromessi per i requisiti apparentemente contraddittori.
In un nuovo articolo pubblicato su Scienza e applicazione della luce , scienziati del Laboratorio di ottica a film sottile, Istituto di Ottica e Meccanica Fine di Shanghai, Accademia cinese delle scienze, Cina, il Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università del Nuovo Messico, STATI UNITI D'AMERICA, e i colleghi hanno proposto un progetto "riflettività e resistenza al laser in uno" utilizzando strati di nanolaminati sintonizzabili (rivestimento NLD). Un Al 2 oh 3 -HfO 2 Il rivestimento a specchio a base di nanolaminato per applicazioni laser UV è stato dimostrato sperimentalmente utilizzando la deposizione e-beam.
La larghezza di banda, oltre il quale la riflettanza è maggiore del 99,5%, è più del doppio di uno specchio tradizionale con design combinato "riflettività inferiore e LIDT superiore" (rivestimento TCD) di spessore complessivo comparabile. Il LIDT viene aumentato di un fattore di ~1.3 per impulsi di 7,6 ns a una lunghezza d'onda di 355 nm. Il concetto riportato con conseguente miglioramento dei parametri di prestazione apre la strada a una nuova generazione di rivestimenti UV per applicazioni laser ad alta potenza.
La nuova struttura proposta sostituisce i materiali ad alto n nei design tradizionali con strati di nanolaminato. Questi scienziati riassumono il principio della loro struttura progettuale:
"L'indice di rifrazione (medio) e il bandgap ottico possono essere regolati regolando il rapporto di spessore dei due materiali negli strati di nanolaminato, mantenendo costante lo spessore ottico totale." "Il metodo proposto consente rivestimenti UVML con larghezza di banda ad alta riflettività maggiore, LIDT più alto e increspature di trasmissione più piccole nella regione VIS-NIR rispetto ai design tradizionali di spessore complessivo comparabile."
"Rispetto al rivestimento TCD, il rivestimento NLD ha un'intensificazione del campo E inferiore, un decadimento del campo E più veloce con profondità e assorbimento più piccolo, che sono coerenti con il LIDT più alto osservato." hanno aggiunto.
"I materiali nanolaminati depositati con fascio elettronico possono essere utilizzati per rivestimenti UVML di grandi dimensioni (scala metrica). Riteniamo che il concetto descritto apra nuove strade per rivestimenti UV migliorati e possa beneficiare molte aree della tecnologia laser che si basano su alta qualità rivestimenti ottici." gli scienziati prevedono.
